谷歌 DeepMind 利用人工智能预测人类有害的基因突变

谷歌DeepMind利用人工智能预测人类有害的基因突变谷歌DeepMind的科学家们建立了一个人工智能程序，可以预测数百万个基因突变是否无害或可能导致疾病，以加快罕见疾病的研究和诊断。该程序对所谓的基因突变（DNA代码中的单个字母拼写错误）进行预测。此类突变通常是无害的，但它们会破坏蛋白质的工作方式并导致囊性纤维化和镰状细胞性贫血、癌症和大脑发育问题等疾病。研究人员使用AlphaMissense评估了可能影响人类蛋白质的所有71m个单字母突变。当他们将程序的精确度设置为90%时，它预测57%的错义突变可能是无害的，32%的错义突变可能是有害的。其余的影响尚不确定。来源：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

人工智能绘制的蓝图为预测灵长类乃至人类疾病提供了突破性进展

人工智能绘制的蓝图为预测灵长类乃至人类疾病提供了突破性进展"人类是灵长类动物，"主要作者、西班牙庞培法布拉大学教授汤姆-马奎斯-博内说。"鉴于非人类灵长类动物的系统发育位置，对数百个非人类灵长类动物基因组的研究对人类进化研究非常有价值，可以更好地了解人类基因组和我们的奇异性的基础，包括人类疾病的基础，以及对它们未来的保护。"在一项研究中，研究人员利用233种灵长类动物的蓝图为一种新的人工智能工具提供信息，该工具准确地识别和分离了人类基因组中导致疾病的遗传变异。高级作者、生物技术研究公司Illumina的人工智能副总裁KyleFarh说："由于它们与人类基因组的关系密切，非人类灵长类物种具有独特的价值，因为它们可以让我们了解人类疾病的遗传基础，而且它们本身也是如此。""我们发现，如果在灵长类动物的基因组中找不到一个'罕见'的突变，那么它就非常可能导致人类疾病，"Farh说。"此外，其中一些罕见的突变本身就可以引起一些被认为是多基因的疾病。"根据美国国家卫生研究院的数据，现在每年产生400亿GB的基因组数据，这个数字只会增加。但是，如果没有能够廉价、快速地分析和解释这些数据的工具，这些数据就没什么用。PrimateAI-3D与ChatGPT不同，而是使用自然选择系统进行学习，其特点是由233个物种的数百万个良性基因变体组成的神经网络。在研究中，它能够在六个被测试的人类队列中识别出致病的基因变体，并且在对来自英国生物库的近50万个人类基因组的研究中也能够准确地提供遗传疾病风险的个性化预测。"将人工智能的最新进展应用于基因组学为Illumina在遗传风险预测和药物靶点发现方面提供了巨大的机会，通过解码复杂的遗传疾病，如糖尿病、心脏病和自身免疫性疾病的基础，"Illumina的首席技术官AlexAravanis说。灵长类动物基因组计划研究了所有16个灵长类家族的809只动物，是迄今为止最雄心勃勃和最全面的DNA数据库，涵盖了所有活着的灵长类物种中的近一半。这些数据也给我们认为将我们与我们的祖先分开的工作带来了麻烦。研究人员发现，许多物种与人类共享的DNA比以前认为的要多得多，将被认为是智人独有的基因目录减半。"这些研究将比较基因组学带到了新的高度，我们可以预测对人类生物学的理解和实际的临床诊断问题的影响，"人类基因组测序中心的创始主任、贝勒大学分子和人类遗传学的沃弗德-凯恩讲座和教授理查德-吉布斯博士说。贝勒大学人类基因组测序中心的首席调查员和副教授杰弗里-罗杰斯补充说："当我们调查非人类灵长类动物的基因组学时，我们不仅可以了解这些物种，这很重要也很及时，而且我们还可以将人类遗传学置于其适当的比较背景中，这为人类健康和人类进化提供了新的见解。"这项研究发表在《科学》杂志的一个特刊上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363075.htm

科学家利用CRISPR工具识别导致肝癌的基因突变

科学家利用CRISPR工具识别导致肝癌的基因突变CSHL的科学家们在小鼠身上创造了两种肝脏肿瘤亚型，上面的图像。左边的图像显示了一种肝脏肿瘤亚型，它与人类肝癌的最常见形式--肝细胞癌有关。右边是一种与较罕见的肝癌有关的肿瘤亚型，主要发现于儿童，名为肝母细胞瘤。基因包含产生蛋白质所需的信息。拼接是一个过程，从基因编码的信息中复制的RNA信息在被用作制造特定蛋白质的蓝图之前被编辑。源自单一基因、功能高度相似但氨基酸序列不同的蛋白质被称为异构体。异构体的产生是身体对一个基因或蛋白质的特性进行模仿的方式。不同的异构体可以导致不同类型的癌症肿瘤的形成。这些肿瘤亚型很难在实验室中产生，因此难以研究。为了更好地了解异构体如何导致不同类型肝癌的产生，一项新的研究使用基因编辑工具CRISPR/Cas9来研究不同的异构体如何导致不同肿瘤亚型的发展。该研究的通讯作者SemirBeyaz说："每个人都认为癌症只是一种类型。但是有了不同的异构体，你最终会出现具有不同特征的癌症亚型。"研究人员使用CRISPR/Cas9锁定了小鼠基因CTNNB1的一个部分。CTNNB1基因提供了制造一种叫做β-catenin的蛋白质的指令，这种蛋白质参与调节和协调细胞间的粘附，并参与基因转录。以前的研究已经确定β-catenin是一种有效的致癌基因，这种基因可以将健康细胞转化为肿瘤细胞。CTNNB1基因的突变与广泛的癌症有关，包括肝癌和结肠癌。CTNNB1基因第3外显子的突变--外显子是编码蛋白质的DNA或RNA的一个部分--是参与肿瘤形成的基因转录的关键。在目前的研究中，研究人员希望确定β-catenin突变如何推动肝癌肿瘤亚型的发展，即肝细胞癌（HCC）和肝母细胞瘤（HB）。HCC是成人肝癌中最常见的类型，约占所有肝癌的90%，而HB是一种罕见的肝癌形式，常见于儿童。通常，CRISPR/Cas9技术被用来通过移除DNA序列的部分来抑制基因功能（功能丧失）。但在这里，研究人员首次将其用于功能增益研究，在小鼠中创造不同的致癌突变。以这种方式使用CRISPR/Cas9刺激了蛋白质的活性，因此也刺激了肿瘤的生长。通过对肿瘤亚型、HCC和HB进行基因测序，研究人员发现，CRISPR/Cas9诱导的β-catenin异构体推动了肝脏肿瘤亚型。Beyaz说："我们能够确定那些与不同癌症亚型相关的异构体。对我们来说，这是一个令人惊讶的发现"。为了证实这些异构体导致了突变，研究人员测试了他们是否能够在不使用CRISPR的情况下在小鼠中产生肝癌亚型。他们发现确实可以。该研究强调了在功能增益研究中使用CRISPR/Cas9的潜力，并创造了一种模拟某些肝脏肿瘤亚型的新方法。它还进一步证明了外显子3在肿瘤发展中的作用以及靶向外显子跳过的好处。外显子跳过是一种疗法，它使用突变特异性反义寡核苷酸（AON）--一种实验室制造的可以与特定RNA分子结合的DNA或RNA位点--来诱导RNA剪接，使细胞"跳过"有问题的或错位的外显子。研究人员希望他们的发现可能会指导未来对癌症的新治疗干预措施的研究。Beyaz说："最终，我们想做的是找到研究癌症生物学的最佳模型，以便我们能够找到治疗方法。"该研究发表在《病理学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354177.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354177.htm

DeepMind：政治深度伪造居恶意使用人工智能榜首

DeepMind：政治深度伪造居恶意使用人工智能榜首谷歌旗下DeepMind部门首次对人工智能最常见的恶意使用情况进行的研究显示，利用人工智能生成的“深度伪造”冒充政客和名人，远比利用人工智能协助网络攻击的行为普遍得多。该研究表示，制作逼真的假冒人物图像、视频和音频的情况几乎是第二高频率滥用生成式人工智能工具情况的两倍：使用聊天机器人等基于文本的工具伪造信息，生成虚假信息并发布到网上。分析发现，行为者滥用生成式人工智能的最常见目标是塑造或影响公众舆论。这一占到使用的27%，加剧了人们对深度伪造可能影响今年全球选举的担忧。——

谷歌 DeepMind 推出活细胞人工智能模型

谷歌DeepMind推出活细胞人工智能模型谷歌的DeepMind推出了一个人工智能模型，用于研究生命的基本构成要素及其在细胞内的相互作用，推动了揭示疾病秘密和寻找疾病(如癌症)疗法的努力。根据周三在《自然》期刊上发表的一篇论文，最初于2018年开发的AlphaFold3对微小生物结构外观和相互作用做出了迄今最精确的预测。同构实验室的首席人工智能官马克斯•贾德伯格表示，AlphaFold3的能力为研究人员提供了新的机会，可以迅速识别潜在的新药分子。同构实验室与制药公司礼来和诺华有合作关系。“这使得我们的科学家和药物设计师能够在原子水平上创造和测试假设，并且在几秒钟内使用AlphaFold3生成高度准确的结构预测。”贾德伯格说，“与可能需要数月甚至数年的实验相比，这是非常快速的。”AlphaFold3展示了“显著提高”的预测准确性，超过了许多现有的专业工具，包括基于前两代技术的工具。研究表明，开发正确的人工智能深度学习框架，可以大大减少获取“生物相关性能”所需的数据量。——

研究发现小鼠自带先天性基因疗法 可避免基因突变

研究发现小鼠自带先天性基因疗法可避免基因突变在成为成熟的信使核糖核酸（mRNA）之前，前mRNA会在细胞核内被修改。内含子（RNA的非编码部分）被去除，外显子（RNA的编码部分）被拼接在一起，形成成熟的mRNA。然后，成熟的mRNA被输出到细胞质中，细胞的核糖体"机器"在那里将遗传信息解码成细胞过程所需的蛋白质。但是，RNA也可以通过非编码RNA来调节基因活动，因为非编码RNA的基因序列并不用于生成蛋白质。4.5SH就是这样一种非编码RNA，它只存在于小鼠和大鼠等小型啮齿动物体内。4.5SH基因形成了一个大型的串联重复序列集群，即在一个基因中多次重复的DNA短序列，每个细胞中的分子数超过10,000个。由日本北海道大学研究人员领导的一项新研究发现，4.5SHRNA的作用是规避小鼠DNA在mRNA成熟过程中发生的突变。该研究的通讯作者之一中川伸一说："4.5SHRNA于20世纪70年代被发现，尽管它在许多类型的组织中大量存在，但其功能40多年来一直是个谜。"研究人员发现，敲除小鼠的4.5SH基因是致命的，会导致小鼠在胚胎阶段死亡，这表明4.5SHRNA是小鼠体内一种重要的非编码RNA。中川说："众所周知，小鼠基因组中编码重要蛋白质的基因有许多致命突变。"4.5SHRNA具有大量清除这些突变的能力--本质上，它是一种天然的基因疗法，可以防止突变"。RNA测序显示，4.5SHRNA能保护转录组（所有RNA转录本的集合，包括编码和非编码）免受异常外显子的影响，否则这些异常外显子会引入过早的终止密码子，即终止蛋白质翻译过程的信号，或者移帧突变，即改变序列读取方式的插入或缺失。通过分析4.5SHRNA的分子结构，研究人员发现它由两部分组成：一个是能识别异常外显子的传感器模块，另一个是能与异常外显子碱基配对的效应模块，以防止它们通过一种叫做替代剪接的过程并入mRNA中。在替代剪接过程中，一个突变的外显子会在剪接过程中被跳过，从而产生一种功能相似的新蛋白质（称为异构体），而不会丢失原有的蛋白质。中川说："据我们所知，这是第一个自然产生的RNA能够以明确的开/关方式调节替代剪接的例子。我们的研究还表明，这种非编码RNA中的很大一部分可能参与控制替代剪接。"4.5SHRNA可作为小鼠的天然基因治疗剂，防止RNA变异（左）。通过对4.5SHRNA进行工程设计，有可能将其用于治疗人类遗传疾病（右）中川真一/北海道大学通过了解4.5SHRNA的模块化结构，研究人员设计出了一种可编程剪接调节器（嵌合RNA），以诱导跳过感兴趣的目标外显子。他们设计的嵌合RNA可以成为基因工程的有用工具。中川说："我们的发现表明，通过修改4.5SHRNA的传感器模块，有可能开发出只识别特定基因突变的新型基因治疗药物，这样我们就有可能阻止与疾病相关的有毒区域表达。"这项研究发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404415.htm